Géophysique spatiale de l'environnement nordique et changemement climatique

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Le réchauffement climatique engendre une série d'effets importants sur les régions terrestres du Nord qui, à leur tour, induisent de fortes rétroactions, non seulement dans l'Arctique, mais aussi sur le climat plus au Sud dans l'hémisphère Nord. Parmi ces impacts, le réchauffement provoque la fonte des neiges plus précoce, ce qui diminue l'albédo de surface au printemps, suggère une augmentation de couche active de surface dans les zones de pergélisol et augmente l'étendue des zones arbustives avec des saisons de croissance plus longues. De plus, l'intensification potentielle du cycle de l'eau peut entraîner une augmentation des précipitations et de l'évaporation. Ces processus de surface (interactions cryosphère-végétation-hydrologie) sont peu ou mal traités pour les zones nordiques dans les schémas de surface de modèles climatiques, alors que ces changements pourraient avoir un impact majeur sur les flux de carbone (augmentation par la fonte du pergélisol, ou diminution par l'assèchement des tourbières ou absorption photosynthétique accrue). Les activités de recherche proposées porteront sur ces processus de surface et chercheront à caractériser leurs propriétés aux échelles spatiales et temporelles des modèles climatiques. Le but est de mieux comprendre la dynamique de leurs interactions, et d'améliorer notre capacité à prédire leur rétroaction climatique future. Sur les hautes latitudes Nord, les objectifs spécifiques du programme de recherche portent sur: - l'évolution des propriétés du couvert nival (densité, masse, étendue et durée) liés à l'augmentation des zones arbustives: interaction neige-végétation (trappage et modification sur la microstructure du couvert nival); - la dynamique des cycles de gel/dégel du sol en surface, des températures du sol sous la neige liées à la neige, et impact sur le pergélisol; - et l'humidité du sol modifiée par l'intensification du cycle de l'eau, l'évapotranspiration végétale augmentée, et potentiellement par l'érosion modifiée par la fonte du pergélisol de surface. La méthodologie s'appuie sur l'exploitation de séries satellitaires disponibles (40 ans) dans les domaines micro-ondes (pour la neige, l'humidité du sol et le cycle de gel/dégel estival), thermique (température) et optique (pour la végétation : indice foliaire). De nouvelles méthodes d'extraction et d'analyse des paramètres bio-géophysiques de surface seront générée par l'assimilation des observations satellites dans un modèle d'évolution du couvert nival (SURFEX-Crocus modifié), validé par des mesures au sol sur un gradient latitudinal au Canada (boréal-subarctique-arctique). Cette recherche contribuera à mieux comprendre l'impact et les rétroactions du réchauffement climatique actuel et anticipé. Cette connaissance est nécessaire à l'amélioration des stratégies de gestion des ressources (forêt boréale, hydroélectricité, ressource en eau) et d'aménagement du territoire (infrastructure sur le pergélisol). Voir aussi le résumé supplément Nord